广义动量英文解释翻译、广义动量的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 generalized momentum
分词翻译:
义的英语翻译:
adopted; artificial; justice; meaning; relationship; righteousness
动量的英语翻译:
momentum
【化】 momentum
【医】 momentum
专业解析
在分析力学中,广义动量(Generalized Momentum) 是经典力学中动量概念在广义坐标系下的推广。它不再局限于笛卡尔坐标中的线动量((p = mv)),而是对应于系统每一个独立的广义坐标 (q_i),定义为系统的拉格朗日函数 (L) 对该广义坐标对应的广义速度 (dot{q}_i) 的偏导数。其数学表达式为:
$$
p_i = frac{partial L}{partial dot{q}_i}
$$
详细解释:
-
核心定义与物理意义:
- 在拉格朗日力学框架下,系统的状态由一组独立的广义坐标 (q_1, q_2, ..., q_n) 和对应的广义速度 (dot{q}_1, dot{q}_2, ..., dot{q}_n) 描述。拉格朗日函数 (L = T - V) 是系统动能 (T) 与势能 (V) 之差。
- 广义动量 (p_i) 是拉格朗日函数对广义速度 (dot{q}_i) 的偏导数。这个定义是经典动量((p_x = partial L / partial dot{x}))在任意坐标系下的自然推广。
- 其物理意义取决于具体选择的广义坐标:
- 如果 (q_i) 是线位移(如笛卡尔坐标 (x)),则 (p_i) 通常对应线动量((p_x))。
- 如果 (q_i) 是角位移(如角度 (theta)),则 (p_i) 通常对应角动量((L_theta))。
- 对于其他类型的广义坐标(如电荷量),(p_i) 可能有其他物理含义(如电磁学中的广义动量)。
-
与循环坐标和守恒律的关系:
- 拉格朗日方程表明,如果拉格朗日函数 (L) 不显含某个广义坐标 (q_i)(即 (partial L / partial q_i = 0)),那么该坐标称为循环坐标(Cyclic Coordinate)。
- 对于循环坐标 (q_i),根据拉格朗日方程,其对应的广义动量 (p_i) 是守恒量(常数):
$$frac{d}{dt} left( frac{partial L}{partial dot{q}_i} right) = frac{partial L}{partial q_i} = 0 quad Rightarrow quad frac{d p_i}{dt} = 0$$
- 这是诺特定理的一个体现,揭示了对称性(坐标平移不变性)与守恒律(动量守恒)之间的深刻联系。
-
向哈密顿力学的过渡:
- 广义动量是构建哈密顿力学的关键变量。在哈密顿力学中,系统的状态由广义坐标 (q_i) 和广义动量 (p_i) 共同描述。
- 哈密顿函数 (H) 通过勒让德变换从拉格朗日函数 (L) 得到:
$$H(q, p, t) = sum_i p_i dot{q}_i - L(q, dot{q}, t)$$
- 系统的运动由哈密顿正则方程描述:
$$dot{q}_i = frac{partial H}{partial p_i}, quad dot{p}_i = -frac{partial H}{partial q_i}$$
广义动量是分析力学(特别是拉格朗日力学和哈密顿力学)中的核心概念。它通过拉格朗日函数对广义速度的偏导数定义,其具体物理意义依赖于所选的广义坐标。它揭示了系统动力学与守恒律(尤其是当坐标是循环坐标时)的紧密联系,并为从拉格朗日力学过渡到哈密顿力学提供了基础变量。
权威性来源参考:
- Goldstein, H., Poole, C., & Safko, J. (2002). Classical Mechanics (3rd ed.). Addison Wesley. (经典力学标准教材,对广义坐标、广义动量和拉格朗日/哈密顿力学有系统阐述)
- Landau, L. D., & Lifshitz, E. M. (1976). Mechanics (3rd ed., Vol. 1). Butterworth-Heinemann. (理论物理学教程第一卷,以简洁深刻著称)
- Symon, K. R. (1971). Mechanics (3rd ed.). Addison-Wesley. (另一本广受好评的力学教材)
- Wikipedia contributors. (2023, October 16). Generalized momentum. In Wikipedia, The Free Encyclopedia. (提供基础定义和概述,需注意其百科性质) https://en.wikipedia.org/wiki/Generalized_momentum
网络扩展解释
"广义动量"在物理学中并不是一个标准化的术语,普通动量则有明确定义。以下是综合解释:
一、普通动量的基本定义
普通动量(Momentum)是经典力学中的核心概念,表示物体运动状态的物理量。其公式为:
$$
p = m cdot v
$$
其中,$m$为质量,$v$为速度,动量$p$是矢量,方向与速度一致,单位为kg·m/s()。
二、关于“广义动量”的可能含义
-
分析力学中的扩展定义
在拉格朗日力学中,广义动量可定义为拉格朗日函数$L$对广义速度$dot{q}$的偏导数:
$$
p = frac{partial L}{partial dot{q}}
$$
这种形式适用于非笛卡尔坐标系,例如极坐标或刚体转动系统()。
-
实际应用场景
提到,广义动量在辛积分(一种保持系统几何结构的数值方法)中表现出计算优势,尤其在复杂力学系统中可能比传统动量更便于分析。
三、补充说明
- 普通动量的守恒定律是物理学基本规律之一,而广义动量的守恒性需结合具体系统对称性分析()。
- 若需深入理解广义动量,建议参考分析力学教材(如《理论力学》),当前公开搜索结果中缺乏权威详细解释。
提示:普通动量的详细定义可查看来源、及。
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